储层非均质性对水力压裂的影响

摘要：

从岩石细观非均质性的特点出发，采用 RFPA2D-Flow 软件对单孔和双孔数值模型进行压裂计算，研究岩石非均质性对水力压裂的响应，重点探讨双孔模型孔间“吸引”效应对裂纹演化形态的影响。岩石细观单元的力学、水力学特性由统计分布生成以体现岩石的随机不均质性，水力压裂过程中流体压力传递通过单元渗流－损伤耦合迭代来实现。数值计算结果表明：（1）岩石非均质性影响裂缝的扩展形态，导致水力裂纹尖端微裂纹的分支。随着均质度的增加，水力裂纹的扩展形态变得更加平直光滑，单孔模型两侧裂纹更加对称，双孔间裂纹的连通性变差。（2）岩石的非均匀性对于岩石的起裂压力和地层破裂压力影响较大。随着均质度的增大，起裂应力和地层破裂应力增大，并且两者间的差值逐渐变小，在储层为均质的条件下，两者几乎相等。（3）相同的边界条件下，均质模型的应力分布曲线光滑连续，非均质模型的应力分布曲线呈现出明显波动，井眼对称剖面上的应力分布不尽相同，反映了细观单元强度非均匀性及裂缝扩展形态对应力分布的影响。（4）双孔模型孔间存在孔隙水压力增加带，孔间产生“吸引”效应，双孔方位影响临界压力。研究结果对水压裂试验设计和现场压裂施工具有一定的参考意义。

关键词：水力压裂、非均质性、水力裂纹、数值模拟、裂纹演化

分类号：P642(水文地质学与工程地质学)

资助基金：国家自然科学基金项目41227901，41330643;中国科学院战略性先导科技专项 B 类Grants Nos．XDB10030000， XDB10030300资助．

在线出版日期：2015-07-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：511-520